4.4 Автоклавная обработка

Уложенный на вагонетки кирпич при помощи электропередаточного моста (38) подаются в автоклав (39)

В процессе автоклавной обработки повышается растворимость кремнезема (при температуре 193 °С составляет 0,2 г/л, при обычной практически не растворяется) и происходит взаимодействие между известью и кремнеземом при присутствии воды в жидком состоянии, что возможно только в автоклавах, сосудах работающих под давлением. Производство силикатных автоклавных материалов основано на химическом синтезе новообразований, происходящих при наличии воды и высокой температуры более 170 °С, что достижимо только в автоклавах.

В процессе автоклавной обработки, различают три стадии: растворение компонентов, кристаллизация и твердение.

Первая стадия – растворение компонентов начинается с момента впуска пара в автоклав и плавного подъема температуры до 180 °С, при этом обрабатываемые изделия приобретают температуру, равную температуре теплоносителя – пара. В первый период за счет температуры, давления, собственной влаги и влаги конденсированного пара, проникающего по капиллярам, происходит процесс растворения гидроксида кальция и других растворимых веществ, входящих в состав смеси. Насыщенный пар позволяет сохранить влагу в камне-сырце, необходимую для растворения компонентов. Процесс растворения протекает по-разному. Растворимость гидроксида кальция снижается с повышением температуры, в то время как растворимость кремнезема с повышением температуры повышается. Поэтому в начальный период образовавшийся раствор содержит в избытке ионы Са⁺² и ОН^- и недостаточную концентрацию кремниевой кислоты.

При достижении температуры порядка 150°С начинает интенсивно растворяться кремнезем, что способствует образованию кремниевой кислоты. С появлением достаточного количества этой кислоты начинается интенсивная реакция нейтрализации с образованием в основном двухосновных гидросиликатов кальция:

Са(ОН)₂ + SiO₂ + H₂O = CaО· SiO₂· nH₂O

Вторая стадия – кристаллизация начинается с достижения максимальной температуры в автоклаве(58) и продолжается на протяжении всего изотермического процесса, т.е. обработки изделий при постоянных температуры и давления. В этот период наиболее интенсивно протекает реакция образования гидросиликатов кальция, и раствор становится насыщением. Образовавшиеся в первую очередь двухосновные гидросиликаты кальция вступают во взаимодействие с продолжающей растворяться кремниевой кислотой, преобразуясь в низкоосновные гидросиликаты кальция. При насыщении раствора гидросиликаты кальция находятся сначала в коллоидном состоянии, затем по мере испарения влаги выкристаллизовываются и превращаются в твердые кристаллы. Важную роль играет равномерная подача пара для поддержания постоянной температуры и давления в автоклаве характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве(58). Перепады давления вызывают сдвиг реакции в ту или другую сторону, нарушая процесс образования низкоосновных гидросиликатов кальция, которые влияют на прочность структуры силикатных бетонов.

Третья стадия – твердение начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав, падения давления и температуры до момента выгрузки изделий из автоклава. Период характеризуется завершением кристаллизации и по мере испарения жидкой фазы приобретением прочности образовавшихся гидросиликатов кальция. В этот момент важно обеспечить равномерно ускоренный выпуск пара из автоклава, что способствует испарению оставшейся влаги в изделиях. Таким образом, упрочняется изделие.

После снижения давления и полного окончания процесса запарки и контрольной проверки изделия выкатывают из автоклава(39)